CN104329043A - 油井环空测试井口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采装置技术领域，是一种油井环空测试井口装置，其包括驱动头、液压站、光杆和螺杆泵，驱动头包括液压马达，液压马达的动力输出端与光杆的上端固定连接，光杆的下端与螺杆泵的动力输入端固定连接。本发明采用液压站为螺杆泵提供动力；停电时，液压马达变成油泵，通过调速阀可以使螺杆泵、光杆慢慢释放扭力，不会造成螺杆泵、光杆在高速旋转下扭曲变形或发生脱口等事故；选用小功率的驱动电机，体积小，不必采用电缆车配套井口引鞋完成常规的抽油井的测试方式；液压马达、推力轴承油箱总成通过举升油缸实现自动举升，为测试设备进入井下进行测试流出足够的空间，降低了工人的劳动强度。

Description

油井环空测试井口装置

技术领域

本发明涉及石油开采装置技术领域，是一种油井环空测试井口装置。

背景技术

螺杆泵是近年来在国际上迅速发展应用的一种抽油泵的类型，由于它匀速运转，无机械和液流的惯性损失，既能适用于一般油井的生产，又能适用于高粘度、高含砂油井的生产，同时，螺杆泵又具有安全、环保、效率高、耗能低、结构简单、价格低廉、体积小、易操作等一系列优点，已经得到了国内外才有行业的认可。但是，目前螺杆泵在使用过程中依然有一些问题：一方面，油田使用的环测螺杆泵采油装置采用22 kw直驱电机驱动装置，体积大，测负压时只能采用电缆车配套井口引鞋实现，工作强度大，时间长，成本高；另一方面，当停电时，螺杆泵、光杆等由于扭力，作反转运动，螺杆泵和光杆会迅速释放扭力，造成螺杆泵和光杆在高速旋转下扭曲变形，或发生脱口等事故，给设备安全带来隐患。

发明内容

本发明提供了一种油井环空测试井口装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有螺杆泵驱动装置存在的体积大、测负压只能采用电缆车配套井口引鞋实现、工作强度大、时间长、成本高的问题，以及停电时螺杆泵、光杆等由于扭力，作反转运动，螺杆泵和光杆会迅速释放扭力，造成螺杆泵和光杆在高速旋转下扭曲变形，或发生脱口等事故，给设备安全带来隐患的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种油井环空测试井口装置，包括驱动头、液压站、光杆和螺杆泵，其中，驱动头包括液压马达，液压马达的动力输出端与光杆的上端固定连接，光杆的下端与螺杆泵的动力输入端固定连接；液压站包括油箱、第一支路、第二支路、第三支路、第一换向阀和第二换向阀，第一支路的下端、第二支路的下端、第三支路的下端分别与油箱连通，第一支路上由下至上依次固定安装有油泵和第一单向阀，油泵的动力输入端固定连接有驱动电机；第二支路上固定安装有第二单向阀；第一支路的上端与第一换向阀的第一接口连通，第三支路的上端通过调速阀与第一换向阀的第二接口连通，液压马达的第一接口与第一换向阀的第三接口连通，液压马达的第二接口与第二换向阀的第一接口连通，第二支路的上端与第二换向阀的第二接口连通，第三支路的中部通过冷却器与第二换向阀的第三接口连通。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述驱动头还包括减震联轴器总成、推力轴承油箱总成、连接法兰、液压举升法兰、举升油缸、举升伸缩轨道、填料密封总成、光杆封井器、测试阀门和环测井口总成，液压马达的动力输出端与减震联轴器总成的动力输入端固定连接，减震联轴器总成的动力输出端与光杆固定连接，减震联轴器总成固定安装在连接法兰的上端，连接法兰的下端固定安装在液压举升法兰的上端，举升伸缩轨道和举升油缸固定安装在环测井口总成上，举升油缸的内部安装有活塞和活塞杆，液压举升法兰的下端固定安装在活塞杆的上端和举升伸缩轨道的上端，光杆的下端固定安装有填料密封总成、光杆封井器和测试阀门。

上述第一支路上固定安装有电磁溢流阀；或/和，驱动电机的功率为11 kw。

上述第一支路的上端固定安装有压力传感器和压力表。

上述油泵的进油口和油箱之间的第一支路上固定安装有第一过滤阀；或/和，第二单向阀和油箱之间的第二支路上固定安装有第二过滤阀。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其采用液压站为螺杆泵提供动力，电机带动油泵转动，油泵通过液压油驱动液压马达转动，液压马达通过光杆驱动螺杆泵转动，使得液体被螺杆泵从地下举升到地面上；当停电时，螺杆泵、光杆等由于扭力作用，作反转运动，液压马达变成油泵，通过调速阀可以使螺杆泵、光杆反转缓慢，慢慢释放扭力，不会造成螺杆泵、光杆在高速旋转下扭曲变形或发生脱口等事故，保证设备安全；选用小功率的驱动电机，体积小，不必采用电缆车配套井口引鞋完成常规的抽油井的测试方式；液压马达、推力轴承油箱总成通过举升油缸实现自动举升，为测试设备进入井下进行测试流出足够的空间，同时降低了工人的劳动强度，提高了测试的效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的驱动头的主视结构示意图。

附图2为附图1中所示结构的左视结构示意图。

附图3为附图1中所示结构的俯视结构示意图。

附图4为附图1中液压举升法兰、举升油缸、举升伸缩轨道的连接结构示意图。

附图5为本发明最佳实施例的液压站的液压原理示意图。

附图中的编码分别为：1为液压马达，2为光杆，3为油箱，4为第一支路，5为第二支路，6为第三支路，7为第一换向阀，8为第二换向阀，9为油泵，10为第一单向阀，11为驱动电机，12为第二单向阀，13为调速阀，14为冷却器，15为减震联轴器总成，16为推力轴承油箱总成，17为连接法兰，18为液压举升法兰，19为举升油缸，20为举升伸缩轨道，21为填料密封总成，22为光杆封井器，23为测试阀门，24为环测井口总成，25为活塞，26为活塞杆，27为电磁溢流阀，28为压力传感器，29为压力表，30为第一过滤阀，31为第二过滤阀。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图5的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图5的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3、5所示，该油井环空测试井口装置包括驱动头、液压站、光杆和螺杆泵，其中，驱动头包括液压马达1，液压马达1的动力输出端与光杆2的上端固定连接，光杆2的下端与螺杆泵的动力输入端固定连接；液压站包括油箱3、第一支路4、第二支路5、第三支路6、第一换向阀7和第二换向阀8，第一支路4的下端、第二支路5的下端、第三支路6的下端分别与油箱3连通，第一支路4上由下至上依次固定安装有油泵9和第一单向阀10，油泵9的动力输入端固定连接有驱动电机11；第二支路5上固定安装有第二单向阀12；第一支路4的上端与第一换向阀7的第一接口连通，第三支路6的上端通过调速阀13与第一换向阀7的第二接口连通，液压马达1的第一接口与第一换向阀7的第三接口连通，液压马达1的第二接口与第二换向阀8的第一接口连通，第二支路5的上端与第二换向阀8的第二接口连通，第三支路6的中部通过冷却器14与第二换向阀8的第三接口连通。本发明采用液压站和液压马达1驱动螺杆泵转动，通过液压驱动完成螺杆泵的正常运行，液压马达1具有低转速、大扭矩的特点，因此可以选用小功率的驱动电机11，驱动电机11体积小，不用采用电缆车配套井口引鞋完成常规的抽油井的测试方式。螺杆泵低速运行时释放大扭矩，并且具有自我防反转功能，可以实现自动化控制。油泵9启动，驱动液压马达1转动，液压马达1与光杆2固定连接，带动整个螺杆泵系统转动，把液体从地下举升到地面。当停电时，螺杆泵、光杆2等由于扭力作用，作反转运动，液压马达1变成油泵，通过调速阀13可以使光杆2反转缓慢，慢慢释放扭力，不会造成光杆2在高速旋转下扭曲变形或脱口等事故，保证设备安全。

可根据实际需要，对上述油井环空测试井口装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4所示，上述驱动头还包括减震联轴器总成15、推力轴承油箱总成16、连接法兰17、液压举升法兰18、举升油缸19、举升伸缩轨道20、填料密封总成21、光杆封井器22、测试阀门23和环测井口总成24，液压马达1的动力输出端与减震联轴器总成15的动力输入端固定连接，减震联轴器总成15的动力输出端与光杆2固定连接，减震联轴器总成15固定安装在连接法兰17的上端，连接法兰17的下端固定安装在液压举升法兰18的上端，举升伸缩轨道20和举升油缸19固定安装在环测井口总成24上，举升油缸19的内部安装有活塞25和活塞杆26，液压举升法兰18的下端固定安装在活塞杆26的上端和举升伸缩轨道20的上端，光杆2的下端固定安装有填料密封总成21、光杆封井器22和测试阀门23。这样，在进行抽油井测试操作时，需要将液压马达1、推力轴承油箱总成16举升70cm，流出足够的空间，测试设备通过环测井口总成24进入井下进行测试，把液压油管用快速接头与两个举升油缸19连接，开启油泵9，液压油通过两个举升油缸19内部的活塞25和活塞杆26将液压举升法兰18顶起，同时两个举升伸缩轨道20也一起升高，两个举升伸缩轨道20和两个举升油缸19的活塞杆26保持水平，液压马达1、推力轴承油箱总成16被平稳举升70cm高，停止打压，保持高度，进行抽油井测试工作，实现了自动化控制，降低了工人的劳动强度，提高测试效率。

如附图5所示，上述第一支路4上固定安装有电磁溢流阀27。当第一支路4中的压力过大时，液压油通过电磁溢流阀27流入油箱3，释放压力，起到保护作用。

如附图5所示，上述第一支路4的上端固定安装有压力传感器28和压力表29。压力表29和压力传感器28可以观察和检测压力的变化，防止压力过高，发生故障。

如附图5所示，上述油泵9的进油口和油箱3之间的第一支路4上固定安装有第一过滤阀30。

如附图5所示，上述第二单向阀12和油箱3之间的第二支路5上固定安装有第二过滤阀31。液压油通过第一过滤阀30和第二过滤阀31过滤掉杂质，保持液压油的清洁，保护油泵9和液压马达1等设备的安全，延长使用寿命。

如附图5所示，上述驱动电机11的功率为11kw。采用11 kw的驱动电机11来驱动油泵9，并通过油泵9驱动液压马达1，驱动电机11的体积小，耗能低，举升方便，不用采用电缆车配套井口引鞋完成常规的抽油井的测试作业，降低工人的劳动强度，减少作业时间，节约成本。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：

1、抽油工作过程：

正常工作：启动油泵9，电磁溢流阀27、第一换向阀7、第二换向阀8同时通电换向，液压油经过第一过滤器30、油泵9、第一单向阀10、第一换向阀7、液压马达1、第二换向阀8、冷却器14进入油箱3，实现液压马达1的旋转，液压马达1与光杆2连接，液压马达1的转动可以驱动螺杆泵的转动。利用电极变频调节驱动电机11的转速，改变油泵9的流量，实现液压马达1的调速。利用压力传感器28和液压系统油压，以达到保护测控装置的目的。

非正常工作状态：停电时，油泵9停止转动，电磁溢流阀27、第一换向阀7、第二换向阀8断电换向，液压马达1、光杆2释放扭力反转时，液压马达1届时变成液压油泵，液压油通过第二过滤器31、第二单向阀12、第二换向阀8、液压马达1、第一换向阀7、调速阀13回到油箱3，利用调速阀13以实现液压马达1的调速。调整油泵9余下流量通过电磁溢流阀27流入油箱3，达到液压防反转功能。

 2、抽油机测试操作：抽油机测试需要把液压马达1、推力轴承油箱总成16举升70cm，留出足够的空间，测试设备通过测试口进入井下进行测试。把液压油管用快速接头与两个举升油缸19连接，开启油泵9，液压油通过两个举升油缸19的活塞25和活塞杆26将液压举升法兰18顶起，同时两个举升伸缩轨道20也一起升高，两个举升伸缩轨道20和两个液压油缸9的活塞杆26保持水平，液压马达1、推力轴承油箱总成16被平稳举升70cm。停止打压，保持高度，进行抽油井测试工作。

螺杆泵驱动装置采用11kw的驱动电机11，体积小，通过液压驱动完成螺杆泵的正常运行，并可实现自动液压举升，不用采用电缆车配套井口引鞋完成常规的抽油井的测试方式。螺杆泵低速运行时释放大扭矩，并且具有自我防反扭功能，可以实现自动化控制。

该油井环空测试井口装置可以分为两个部分，一个安装在环测井口总成24上的驱动头，另一部分是为驱动头提供液压动力源的液压站，可以一个液压站同时给几个驱动头提供液压动力，做到一个液压站同时带动几个驱动头工作，节约成本，简化设备。

Claims (9)

1.一种油井环空测试井口装置，其特征在于包括驱动头、液压站、光杆和螺杆泵，其中，

驱动头包括液压马达，液压马达的动力输出端与光杆的上端固定连接，光杆的下端与螺杆泵的动力输入端固定连接；

液压站包括油箱、第一支路、第二支路、第三支路、第一换向阀和第二换向阀，第一支路的下端、第二支路的下端、第三支路的下端分别与油箱连通，第一支路上由下至上依次固定安装有油泵和第一单向阀，油泵的动力输入端固定连接有驱动电机；第二支路上固定安装有第二单向阀；第一支路的上端与第一换向阀的第一接口连通，第三支路的上端通过调速阀与第一换向阀的第二接口连通，液压马达的第一接口与第一换向阀的第三接口连通，液压马达的第二接口与第二换向阀的第一接口连通，第二支路的上端与第二换向阀的第二接口连通，第三支路的中部通过冷却器与第二换向阀的第三接口连通。

2.根据权利要求1所述的油井环空测试井口装置，其特征在于驱动头还包括减震联轴器总成、推力轴承油箱总成、连接法兰、液压举升法兰、举升油缸、举升伸缩轨道、填料密封总成、光杆封井器、测试阀门和环测井口总成，液压马达的动力输出端与减震联轴器总成的动力输入端固定连接，减震联轴器总成的动力输出端与光杆固定连接，减震联轴器总成固定安装在连接法兰的上端，连接法兰的下端固定安装在液压举升法兰的上端，举升伸缩轨道和举升油缸固定安装在环测井口总成上，举升油缸的内部安装有活塞和活塞杆，液压举升法兰的下端固定安装在活塞杆的上端和举升伸缩轨道的上端，光杆的下端固定安装有填料密封总成、光杆封井器和测试阀门。

3.根据权利要求1或2所述的油井环空测试井口装置，其特征在于第一支路上固定安装有电磁溢流阀；或/和，驱动电机的功率为11KW。

4.根据权利要求1或2所述的油井环空测试井口装置，其特征在于第一支路的上端固定安装有压力传感器和压力表。

5.根据权利要求3所述的油井环空测试井口装置，其特征在于第一支路的上端固定安装有压力传感器和压力表。

6.根据权利要求1或2所述的油井环空测试井口装置，其特征在于油泵的进油口和油箱之间的第一支路上固定安装有第一过滤阀；或/和，第二单向阀和油箱之间的第二支路上固定安装有第二过滤阀。

7.根据权利要求3所述的油井环空测试井口装置，其特征在于油泵的进油口和油箱之间的第一支路上固定安装有第一过滤阀；或/和，第二单向阀和油箱之间的第二支路上固定安装有第二过滤阀。

8.根据权利要求4所述的油井环空测试井口装置，其特征在于油泵的进油口和油箱之间的第一支路上固定安装有第一过滤阀；或/和，第二单向阀和油箱之间的第二支路上固定安装有第二过滤阀。

9.根据权利要求5所述的油井环空测试井口装置，其特征在于油泵的进油口和油箱之间的第一支路上固定安装有第一过滤阀；或/和，第二单向阀和油箱之间的第二支路上固定安装有第二过滤阀。